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专利号: 2022100254962
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层,其特征在于,包括依次设置的1层Cu‑Ni‑W‑Nb过渡层及2‑3层的WC+NbC混杂增强铜基工作层;Cu‑Ni‑W‑Nb过渡层所用原料为过渡层药芯焊丝;WC+NbC混杂增强铜基工作层所用原料为工作层药芯焊丝。

2.根据权利要求1所述的多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层,其特征在于,所述过渡层药芯焊丝,包括药芯和焊皮,其中药芯按质量百分比由以下组分组成:C粉2.5%~

6.1%,Nb粉19.3%,W粉38.2%,Si粉1%,Mn粉1%,余量为Cu粉,以上组分质量百分比之和为100%;焊皮选用纯铜带;

所述工作层药芯焊丝,包括药芯和焊皮,其中药芯按质量百分比由以下组分组成:Ni粉

35%,Nb粉5%,W粉5%,Si粉1%,Mn粉1%,余量为Cu粉,以上组分质量百分比之和为100%;

焊皮选用纯铜带。

3.多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

步骤1:制备工作层药芯焊丝:按质量百分比分别称取药粉:C粉2.5%~6.1%,Nb粉

19.3%,W粉38.2%,Si粉1%,Mn粉1%,余量为Cu粉,以上组分质量百分比之和为100%;将纯铜带用酒精清洗后放置在拉丝机上,并用模具预先压出U型槽,将上述粉末混合均匀后填入铜带U型槽内,经闭合和减径处理后,最终制成直径为1.6mm的药芯焊丝;

步骤2:制备过渡层药芯焊丝:按质量百分比分别称取药粉:Ni粉35%,Nb粉5%,W粉

5%,Si粉1%,Mn粉1%,余量为Cu粉,以上组分质量百分比之和为100%;将纯铜带用酒精清洗后放置在拉丝机上,并用模具预先压出U型槽,将上述粉末混合均匀后填入铜带U型槽内,经闭合和减径处理后,最终制成直径为1.6mm的药芯焊丝;

步骤3:用角磨机将低碳钢表面的油污、灰尘、锈迹等杂质打磨干净,用酒精清洗后置于氩气氛围中预热,并将工作层药芯焊丝及过渡层药芯焊丝充分烘干;

步骤4:采用TIG堆焊方法,使用过渡层药芯焊丝在低碳钢表面先堆焊1层过渡层,再使用工作层药芯焊丝堆焊2~3层工作层,制备出多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层;

步骤5:将步骤4得到的堆焊层表面打磨干净,使堆焊层表面露出金属光泽,以达到使用要求。

4.根据权利要求3所述的多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层的制备方法,其特征在于,步骤1中,工作层药芯焊丝的填充率控制在35wt.%~40wt.%。

5.根据权利要求3所述的多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层的制备方法,其特征在于,步骤2中,过渡层药芯焊丝的填充率控制在30wt.%~35wt.%。

6.根据权利要求3所述的多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层的制备方法,其特征在于,步骤3中,低碳钢为Q235或Q345钢。

7.根据权利要求3所述的多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层的制备方法,其特征在于,步骤4中,氩弧熔覆工艺参数为:熔覆电流120A~150A,熔覆速度0.15m/min~

0.35m/min,保护气体为体积分数为99%的纯氩气,保护气体流量15L/min。

8.根据权利要求3所述的多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层的制备方法,其特征在于,步骤3中,预热温度为200℃~250℃,预热时间为3h。

9.根据权利要求3所述的多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层的制备方法,其特征在于,步骤3中,药芯焊丝的烘干温度为70℃~80℃,烘干时间为2h。

10.根据权利要求3所述的多元过渡金属碳化物混杂强化的铜基堆焊层的制备方法,其特征在于,步骤4中,TIG堆焊工艺参数为:堆焊电流130A~150A,堆焊速度0.10m/min~

0.25m/min,保护气体为体积分数为99%的纯氩气,保护气体流量15L/min。